(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動源のトルクを受けて回転する入力軸と、一対の出力軸とを備え、前記入力軸のトルクを一対の前記出力軸に両前記出力軸間の差動を許容しながら配分する差動装置であって、
第１回転要素と、前記第１回転要素の回転に伴って前記第１回転要素とは異なる回転速度で回転し得る第２回転要素と、前記第１回転要素及び前記第２回転要素の回転速度に応じて回転速度が定まる第３回転要素とからなる第１及び第２変速機を備え、
前記第１及び第２変速機の前記第１回転要素同士が相対回転不能に結合されてリング板状をなすとともに、前記入力軸に連結された１個の第１回転体、
前記第２回転要素よりなり、各前記出力軸にそれぞれ連結された第２及び第３回転体、
前記第１回転体と前記第２又は第３回転体とを差動回転可能に連結するとともに、前記第１〜第３回転体の第１軸線に対して傾斜した軸線回りに回転可能な第１及び第２差動回転部材、
前記第３回転要素同士が相対回転不能に結合されるとともに、前記第１及び第２差動回転部材の内周又は外周を回転可能に支持する第４回転体、
を備えた変速機構が構築され、
前記第１回転体の両端面にギヤが形成され、
前記第２及び第３回転体の一端面にギヤが形成され、
前記第１及び第２差動回転部材の両端面に、前記第１〜第３回転体の前記ギヤそれぞれに噛合可能なギヤが形成され、
各前記ギヤの歯数は、前記第４回転体を固定したときに、前記第１回転体の１回転に対して前記第２回転体が前記第１回転体との歯数の差分だけ進んで回転し、前記第３回転体が前記第１回転体との歯数の差分だけ遅れて回転するように設定されていることを特徴とする差動装置。
【請求項２】
前記変速機構は、ディファレンシャルギヤであることを特徴とする請求項１に記載の差動装置。
【請求項３】
前記第４回転体は、回転速度を制御可能な制御軸と回転伝達可能に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の差動装置。
【請求項４】
前記第４回転体と一方の前記出力軸との間のトルク伝達を断続させる規制手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の差動装置。
【請求項５】
前記規制手段がクラッチ装置であることを特徴とする請求項４に記載の差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両において、入力軸のトルクを一対の出力軸に両出力軸間の差動を許容しながら配分する差動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、入力軸のトルクを一対の出力軸に対して両出力軸間の差動を許容しながら配分する差動装置として、ディファレンシャルギヤや、ＬＳＤ（差動制限機能付きディファレンシャルギヤ）、左右両輪へ駆動力を配分する左右駆動力配分装置など種々のものが知られている。これらの差動装置は、遊星機構に代表されるインボリュート歯車の組み合わせにより構成されている。
【０００３】
例えば特開２００６−１１２４７４号公報（特許文献１）には、ディファレンシャル機構に対して、複数のサンギヤや、複数のプラネタリギヤ、複数のキャリヤ及び副動力源などを組み合わせてなる差動装置が開示されている。この特許文献１の場合には、第一プラネタリギヤが噛み合っている第一サンギヤと第二サンギヤの歯数がわずかに異なるように設定されていることや、各サンギヤ及び各プラネタリギヤを外歯のギヤで構成すること等によって、モータの体格の大型化及び構造の複雑化を招くことなく、精度の確保が容易な差動装置を得ることができるとされている。
【０００４】
ところが、特許文献１に開示された差動装置の場合にも、複数のサンギヤや複数のプラネタリギヤ等を組み合わせた遊星機構が採用されているため、極めて多くのインボリュート歯車が使用されている。また、更に特別な機能が付加されたり組み合わされたりする場合には、更に多くの歯車等の機能部材が必要になるため、結果的に、体格の大型化や構造の複雑化を招くこととなる。
【特許文献１】特開２００６−１１２４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で小型化することが可能なディファレンシャルギヤや、ＬＳＤ、左右駆動力配分装置を実現することができる新規な差動装置を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段について、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【０００７】
〔手段１〕  手段１の差動装置は、車両の駆動源のトルクを受けて回転する入力軸と、一対の出力軸とを備え、前記入力軸のトルクを一対の前記出力軸に両前記出力軸間の差動を許容しながら配分する差動装置であって、
第１回転要素と、前記第１回転要素の回転に伴って前記第１回転要素とは異なる回転速度で回転し得る第２回転要素と、前記第１回転要素及び前記第２回転要素の回転速度に応じて回転速度が定まる第３回転要素とからなる第１及び第２変速機を備え、
前記第１及び第２変速機の前記第１回転要素同士が相対回転不能に結合されてリング板状をなすとともに、前記入力軸に連結された１個の第１回転体、
前記第２回転要素よりなり、各前記出力軸にそれぞれ連結された第２及び第３回転体、
前記第１回転体と前記第２又は第３回転体とを差動回転可能に連結するとともに、前記第１〜第３回転体の第１軸線に対して傾斜した軸線回りに回転可能な第１及び第２差動回転部材、
前記第３回転要素同士が相対回転不能に結合されるとともに、前記第１及び第２差動回転部材の内周又は外周を回転可能に支持する第４回転体、
を備えた変速機構が構築され、
前記第１回転体の両端面にギヤが形成され、
前記第２及び第３回転体の一端面にギヤが形成され、
前記第１及び第２差動回転部材の両端面に、前記第１〜第３回転体の前記ギヤそれぞれに噛合可能なギヤが形成され、
各前記ギヤの歯数は、前記第４回転体を固定したときに、前記第１回転体の１回転に対して前記第２回転体が前記第１回転体との歯数の差分だけ進んで回転し、前記第３回転体が前記第１回転体との歯数の差分だけ遅れて回転するように設定されていることを特徴としている。
【０００８】
手段１の差動装置では、第１回転要素と第２回転要素と第３回転要素とからなる第１及び第２変速機を備え、第１変速機の第１〜第３回転要素と第２変速機の第１〜第３回転要素とを上記のように所定の状態に結合されることにより、第１〜第４回転体及び差動回転部材を備えた変速機構が構築されている。そして、手段１では、第１回転体が入力軸と連結され、第２及び第３回転体が各出力軸とそれぞれ連結されている。
【０００９】
これにより、第４回転体がフリー状態にされていれば、ディファレンシャルギヤが実現される。即ち、この場合には、入力軸に連結された第１回転体と一方の出力軸に連結された第２回転体とのギヤ比、及び入力軸に連結された第１回転体と他方の出力軸に連結された第３回転体とのギヤ比を適宜設定することによって、第２回転体が回転すると、第３回転体が逆回転するように構成される。また、第１回転体を回転させることにより、装置全体が回転するように構成される。
【００１０】
また、第４回転体と一方の出力軸との間のトルク伝達を断続させるクラッチなどの規制手段が設けられていればＬＳＤが実現される。即ち、この場合には、クラッチを繋げた状態にして、第４回転体を回転駆動することにより、第２回転体と第３回転体の回転差をなくすようにすることができる。これにより、車両の片方の車輪が脱輪した場合や泥濘に嵌った場合に脱出が容易となる。
【００１１】
また、第４回転体が、回転速度を制御可能な制御軸と回転伝達可能に連結されていれば、車両用の左右駆動力配分装置が実現される。即ち、この場合には、制御軸を駆動して第４回転体の回転制御を行うことにより、第２及び第３回転体を介して左右の車輪に伝達される駆動力を適切に配分することができる。
【００１２】
したがって、手段１によれば、簡易な構成で小型化することが可能なディファレンシャルギヤや、ＬＳＤ、左右駆動力配分装置を実現することができる。
【００１３】
また、手段１では、第１回転体と第２又は第３回転体とを差動回転可能に連結するとともに、第１〜第３回転体の第１軸線に対して傾斜した軸線回りに回転可能な第１及び第２差動回転部材を備えているので、第１及び第２差動回転部材によって、第１回転体と第２回転体とのギヤ比、及び第１回転体と第３回転体とのギヤ比を、所定の条件を満たすように容易に設定することができる。
【００１７】
〔手段２〕  手段２の差動装置は、手段１に記載の差動装置において、前記変速機構は、ディファレンシャルギヤであることを特徴としている。
【００１８】
手段２によれば、変速機構は、第１〜第４回転体を備えているので、ディファレンシャルギヤに求められる機能を、簡易な構成で容易に満たすことが可能となる。
【００２１】
〔手段３〕  手段３の差動装置は、手段１又は２に記載の差動装置において、前記第４回転体は、回転速度を制御可能な制御軸と回転伝達可能に連結されていることを特徴としている。
【００２２】
手段３によれば、ＬＳＤや左右駆動力配分装置を容易に実現することができる。
【００２３】
〔手段４〕  手段４の差動装置は、手段１〜３の何れか一つに記載の差動装置において、前記第４回転体と一方の前記出力軸との間のトルク伝達を断続させる規制手段を備えていることを特徴としている。
【００２４】
手段４によれば、ＬＳＤや左右駆動力配分装置を容易に実現することができる。
【００２５】
〔手段５〕  手段５の差動装置は、手段４に記載の差動装置における前記規制手段がクラッチ装置であることを特徴としている。
【００２６】
手段５によれば、手段４の規制手段を簡易な構成で容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
〔実施形態１〕
図１は実施形態１に係る差動装置の軸方向に沿う断面図である。実施形態１の差動装置は、前記のシンクルギヤ（ベアリング減速機）を採用して、ディファレンシャルギヤを実現したものである。この差動装置は、第１回転要素と、第１回転要素の回転に伴って第１回転要素とは異なる回転速度で回転し得る第２回転要素と、第１回転要素及び第２回転要素の回転速度に応じて回転速度が定まる第３回転要素とからなる第１及び第２変速機を備えている。
【００３３】
この差動装置は、図１に示すように、第１回転体１０と、第２回転体２０と、第３回転体３０と、第４回転体４０と、転動体４５、４６と、第１差動回転部材５０と、第２差動回転部材６０とを備えている。
【００３４】
第１回転体１０は、第１変速機と第２変速機の第１回転要素同士が相対回転不能に結合されてなるものであり、リング板状に形成されている。この第１回転体１０は、図示しないキャリアに一体的に保持されている。そして、そのキャリアは、図示しない車両のプロペラシャフト（入力軸）に連結されている。これにより、第１回転体１０は、プロペラシャフトを介して、車両の駆動源からのトルクを受け、キャリアと共に軸線Ｌ１回りに回転可能とされている。第１回転体１０の両端面の内周側には、端面ギヤ１１、１２がそれぞれ設けられている。端面ギヤ１１、１２は、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸は放射状に延びるように形成されている。端面ギヤ１１の歯数は５０とされ、端面ギヤ１２の歯数は４９とされている。
【００３５】
第２回転体２０は、第１変速機の第２回転要素よりなるものであり、有底円筒状の筒部２１と、筒部２１の底部外面に同軸状に連結された軸部２２とからなる。この第２回転体２０は、筒部２１の開口側端面（図１の右端面）が第１回転体１０の一端面（図１の左端面）と所定距離を隔てて対向した状態で、前記キャリアに回転可能に支持されている。第２回転体２０の回転軸は、第１回転体１０の回転軸（軸線Ｌ１）と同軸である。第２回転体２０は、軸部２２が左右両輪のうちの図示しない一方の車輪（一方の出力軸）と連結されている。第１回転体１０の一端面と対向する筒部２１の開口側端面には、端面ギヤ２３が設けられている。この端面ギヤ２３は、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸は放射状に延びるように形成されている。端面ギヤ２３の外径寸法は、第１回転体１０の端面ギヤ１１の外径寸法よりも少し小さい。この端面ギヤ２３の歯数は４９とされている。
【００３６】
第３回転体３０は、第２変速機の第２回転要素よりなるものであり、第２回転体２０と同様に形成されている。第３回転体３０は、有底円筒状の筒部３１と、筒部３１の底部外面に同軸状に連結された軸部３２とからなる。
【００３７】
この第３回転体３０は、筒部３１の開口側端面（図１の左端面）が第１回転体１０の他端面（図１の右端面）と所定距離を隔てて対向した状態で、前記キャリアに回転可能に支持されている。第３回転体３０の回転軸は、軸線Ｌ１と同軸である。この第３回転体３０は、軸部３２が左右両輪のうちの図示しない他方の車輪（他方の出力軸）と連結されている。第１回転体１０の他端面と対向する筒部３１の開口側端面には、端面ギヤ３３が設けられている。この端面ギヤ３３は、断面ギヤ２３と同様に、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸は放射状に延びるように形成されている。端面ギヤ３３の外径寸法は、第１回転体１０の端面ギヤ１２の外径寸法よりも少し小さい。
【００３８】
第４回転体４０は、第１変速機と第２変速機の第３回転要素同士が相対回転不能に結合されてなるものであり、軸部４１と、軸部４１の両端に一体に設けられた円形の斜板４２、４３とからなる。軸部４１は、第１回転体１０の内周側に第１回転体１０と同軸状に配置されている。そして、一方の斜板４２は、軸線Ｌ１方向において第１回転体１０と第２回転体２０の間に位置しており、その中心軸線が軸線Ｌ１に対して第１回転体１０側へ所定角度傾いた状態に設けられている。一方の斜板４２の外周面には、複数の球体からなる転動体４５が転動する円弧凹状断面の転動面４２ａが全周に亘って２列に形成されている。
【００３９】
また、他方の斜板４３は、軸線Ｌ１方向において第１回転体１０と第３回転体３０の間に位置しており、その中心軸線が軸線Ｌ１に対して第１回転体１０側へ所定角度傾いた状態に設けられている。なお、両斜板４２、４３の傾斜角度は同じにされている。他方の斜板４３の外周面には、複数の球体からなる転動体４６が転動する円弧凹状断面の転動面４３ａが全周に亘って２列形成されている。
【００４０】
第１差動回転部材５０は、円筒状に形成されている。第１差動回転部材５０の内周面には、転動体４５が転動する円弧凹状断面の２列の転動面５１が全周に亘って形成されている。この第１差動回転部材５０は、第４回第転体４０の一方の斜板４２の外周に転動体４５を介して相対回転可能に嵌着されている。第１差動回転部材５０は、一方の斜板４２の中心軸線と同軸となるように設けられている。そして、第１差動回転部材５０の両端面には、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸は放射状に延びるように形成された端面ギヤ５２、５３がそれぞれ設けられている。
【００４１】
第１回転体１０側の端面に設けられた端面ギヤ５２は、第１回転体１０に設けられた端面ギヤ１１と対向しており、周方向の一部分において端面ギヤ１１と噛み合っている。この端面ギヤ５２の歯数は５０とされている。一方、第２回転体２０側の端面に設けられた端面ギヤ５３は、第２回転体２０に設けられた端面ギヤ２３と対向しており、周方向の一部分において端面ギヤ２３と噛み合っている。この端面ギヤ５３の歯数は５０とされている。
【００４２】
このように設けられた第１差動回転部材５０は、互いに噛み合う端面ギヤ５２と端面ギヤ１１、及び端面ギヤ５３と端面ギヤ２３のうちで、第２回転体２０に設けられた端面ギヤ２３の歯数のみが他よりも一つ少ない４９にされていることによって、第１回転体１０と第２回転体２０とを差動回転可能に連結している。なお、第１差動回転部材５０を一方の斜板４２で支持している第４回転体４０は、転動体４５を介して相対回転可能にされているため、第１差動回転部材５０の回転動作に拘束されない。即ち、第４回転体４０は、第１回転体１０及び第２回転体の回転動作にも拘束されない。
【００４３】
第２差動回転部材６０は、第１差動回転部材５０と同様に円筒状に形成されている。第２差動回転部材６０の内周面には、転動体４６が転動する円弧凹状断面の２列の転動面６１が全周に亘って形成されている。この第２差動回転部材６０は、第４回第転体４０の他方の斜板４３の外周に転動体４６を介して相対回転可能に嵌着されている。第２差動回転部材６０は、他方の斜板４３の中心軸線と同軸状に設けられている。そして、第２差動回転部材６０の両端面には、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸は放射状に延びるように形成された端面ギヤ６２、６３がそれぞれ設けられている。
【００４４】
第１回転体１０側の端面に設けられた端面ギヤ６２は、第１回転体１０に設けられた端面ギヤ１２と対向しており、周方向の一部分において端面ギヤ１２と噛み合っている。この端面ギヤ６２の歯数は５０とされている。一方、第３回転体３０側の端面に設けられた端面ギヤ６３は、第３回転体３０に設けられた端面ギヤ３３と対向しており、周方向の一部分において端面ギヤ３３と噛み合っている。この端面ギヤ６３の歯数は５０とされている。
【００４５】
このように設けられた第２差動回転部材６０は、互いに噛み合う端面ギヤ６２と端面ギヤ１２、及び端面ギヤ６３と端面ギヤ３３のうちで、第１回転体１０に設けられた端面ギヤ１２の歯数のみが他よりも一つ少ない４９にされていることによって、第１回転体１０と第３回転体３０とを差動回転可能に連結している。なお、第２差動回転部材６０を他方の斜板４３で支持している第４回転体４０は、転動体４６を介して相対回転可能にされているため、第２差動回転部材６０の回転動作に拘束されない。即ち、第４回転体４０は、第１回転体１０及び第３回転体３０の回転動作にも拘束されない。よって、第４回転体４０は、第１〜第３回転体１０、２０、３０並びに第１及び第２差動回転部材５０、６０に対してフリー状態となっている。
【００４６】
以上のようにディファレンシャルギヤとして構成された差動装置の動作を説明する。本実施形態の差動装置では、第４回転体４０は、第１〜第３回転体１０、２０、３０に対して軸線Ｌ１回りに相対回転可能となっている。したがって、第１及び第２差動回転部材５０、６０は、第１〜第３回転体１０、２０、３０に対して軸線Ｌ１回りに相対回転可能となる。即ち、第１及び第２差動回転部材５０、６０は、第１〜第３回転体１０、２０、３０に対して揺動可能となる。
【００４７】
ここで、説明の容易化のため、入力軸からのトルク入力により第１回転体１０が１回転した場合について説明する。第１回転体１０が１回転すると、第２回転体２０側においては、第１回転体１０の端面ギヤ１１の歯と第１差動回転部材５０の端面ギヤ５２の歯との噛み合い位置が、周方向にずれていく。同様に、第１差動回転部材５０の端面ギヤ５３の歯と第２回転体２０の端面ギヤ２３の歯との噛み合い位置が、周方向にずれていく。
【００４８】
本実施形態では、第１回転体１０の端面ギヤ１１の歯数（５０）と第１差動回転部材５０の端面ギヤ５２の歯数（５０）が同一であるため、第１差動回転部材５０は、第１回転体１０に対して回転しない。一方、第２回転体２０の端面ギヤ２３の歯数は４９にされ、第１差動回転部材５０の端面ギヤ５３の歯数（５０）と異なるように設定されている。そのため、第４回転体４０を固定したとき、その歯数の差分だけ第２回転体２０が第１回転体１０に対して進んで回転する。即ち、第１回転体１０が１回転すると、第２回転体２０は、第１回転体１０に対して４９分の１回転だけ進んで回転する。
【００４９】
そして、第１回転体１０の第３回転体３０側においては、第１回転体１０が１回転すると、第１回転体１０の端面ギヤ１２の歯と第２差動回転部材６０の端面ギヤ６２の歯との噛み合い位置と、第２差動回転部材６０の端面ギヤ６３の歯と第３回転体３０の端面ギヤ３３の歯との噛み合い位置も、上記と同様に周方向にずれていく。
【００５０】
この場合、第１回転体１０の端面ギヤ１２の歯数は４９にされ、第２差動回転部材６０の端面ギヤ６２の歯数（５０）と異なるように設定されている。そのため、第４回転体４０を固定したとき、その歯数の差分だけ第２差動回転部材６０が第１回転体１０に対して遅れて回転する。即ち、第１回転体１０が１回転すると、第２差動回転部材６０は５０分の１回転だけ遅れて回転する。一方、第２差動回転部材６０の端面ギヤ６３の歯数（５０）と第３回転体３０の端面ギヤ３３の歯数（５０）が同一であるため、第３回転体３０は第２差動回転部材６０に対して回転しない。そのため、第１回転体１０が１回転すると、第３回転体３０は、第１回転体１０に対して５０分の１回転だけ遅れて回転する。その結果、第２回転体２０と第３回転体３０は、逆方向へ回転し回転差が発生する。即ち、本実施形態の差動装置では、入力軸から第１回転体１０に入力したトルクが、一方の出力軸に連結された第２回転体２０と、他方の出力軸に連結された第３回転体３０に差動を許容しながら配分される。
【００５１】
以上のように、本実施形態の差動装置によれば、上記のように構成された第１〜第４の４つの回転体１０、２０、３０、４０を備えた変速機構を採用しているため、簡易な構成で小型化が可能なディファレンシャルギヤを実現することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、第１回転体１０と第２又は第３回転体２０、３０とを差動回転可能に連結する第１及び第２差動回転部材５０、６０を備えているため、第１回転体１０と第２回転体２０との減速比や、第１回転体１０と第３回転体３０との減速比を、所定の条件を満たすように容易に設定することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、シンクルギヤ（ベアリング減速機）を採用しているため、比較的減速の小さいディファレンシャルギヤを有利に実現することができる。
【００５４】
〔参考例〕
図２は参考例に係る差動装置の軸方向に沿う断面図であり、図３はハーモニックギヤの模式図であって、（ａ）は（ｂ）の左方向から見た図であり、（ｂ）は軸方向の断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の右方向から見た図である。なお、図３には、図２の構成に対応する符号が付されている。
【００５５】
参考例の差動装置は、実施形態１で採用したシンクルギヤ（ベアリング減速機）に代えて、前記のハーモニックギヤを採用して、ディファレンシャルギヤを実現したものである。なお、参考例において、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００５６】
この差動装置は、図２に示すように、第１回転体１１０と、第２回転体１２０と、第３回転体１３０と、第４回転体１４０と、転動体１４５と、外輪１５０と、差動回転部材１６０とを備えている。
【００５７】
第１回転体１１０は、実施形態１の第１回転体１０における端面ギヤ１１、１２に代えて、内周面ギヤ１１１が形成されている。即ち、この第１回転体１１０は、ハーモニックギヤのステータギヤを構成する。なお、他の構成は、実質的に、実施形態１の第１回転体１０と同一である。
【００５８】
第２回転体１２０は、実施形態１の第２回転体２０における端面ギヤ２３に代えて、内周面ギヤ１２１が形成されている。この第２回転体１２０は、ハーモニックギヤのドリブンギヤを構成する。なお、他の構成は、実質的に、実施形態１の第２回転体２０と同一である。
【００５９】
また、第３回転体１３０は、実施形態１の第３回転体３０における端面ギヤ３３に代えて、内周面ギヤ１３１が形成されている。この第３回転体１３０は、ハーモニックギヤのドリブンギヤを構成する。なお、他の構成は、実質的に、実施形態１の第３回転体３０と同一である。
【００６０】
第４回転体１４０は、外周面が楕円状の円柱体により構成されている。この第４回転体１４の外周面には、転動体１４５が転動する２列の転動面１４１が全周に亘って形成されている。転動体１４５は、複数の球体からなり、転動面１４１を転動する。
【００６１】
外輪１５０は、第４回転体１４０の外周面に対応する楕円状の筒体からなる。この外輪１５０の内周面には、転動体１４５が転動する２列の転動面１５１が全周に亘って形成されている。即ち、第４回転体１４０、転動体１４５及び外輪１５０は、ハーモニックギヤのウェーブジェネレータを構成する。
【００６２】
差動回転部材１６０は、外周面にギヤが形成された薄肉の筒状体からなる。この差動回転部材１６０は、外輪１５０の外周側に圧入固定されている。即ち、差動回転部材１６０は、第４回転体１４０に回転可能に支持されている。そして、差動回転部材１６０の外周面ギヤが、第１回転体１１０の内周面ギヤ１１１並びに第２及び第３回転体１２０、１３０の内周面ギヤ１２１、１３１に係合している。即ち、差動回転部材１６０は、ハーモニックギヤのフレクスプラインを構成する。
【００６３】
以上のように構成した場合にも、実質的に、実施形態１の場合と同様のディファレンシャルギヤとしての動作をする。したがって、本参考例においても、実施形態１と同様の効果を奏する。
【００６４】
〔実施形態２〕
図４は実施形態２に係る差動装置の軸方向に沿う断面図である。実施形態２の差動装置は、実施形態１で採用したシンクルギヤ（ベアリング減速機）を採用して、車両用の左右駆動力配分装置を実現したものである。実施形態２の差動装置は、図４に示すように、実施形態１の差動装置に対して、第４回転体２４０Ａ、２４０Ｂが２つに分割形成されると共に、第１及び第２差動回転部材５０、６０の外周側に配置されている点で異なる。また、２つに分割形成された第４回転体２４０Ａ、２４０Ｂのそれぞれに対して、第４回転体２４０Ａ、２４０Ｂの回転速度を制御可能な制御軸２７０がギヤトレーン２８０を介して回転伝達可能に連結され、これにより、両変速機の第３回転要素同士が相対回転不能に結合されている点で異なる。
【００６５】
なお、実施形態２の差動装置のその他の構成は、実施形態１と実質的に同一であるため、同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明を省略し、以下、異なる点を説明する。
【００６６】
本実施形態の第４回転体２４０Ａ、２５０Ｂは、第１及び第２差動回転部材５０、６０の外径よりも大きい内径を有する厚肉の筒状に形成されている。第４回転体２４０Ａ、２５０Ｂは、第１回転体１０を間に挟んで軸線Ｌ１方向に対向した状態で、第１及び第２差動回転部材５０、６０の外周側に配置されている。
【００６７】
一方の第４回転体２４０Ａの内周面には、転動体４５が転動する２列の転動面２４２ａが全周に亘って形成されている。一方、実施形態１では、転動体４５の転動面５１が第１差動回転部材５０の内周面に設けられていたが、実施形態２では、転動体４５の転動面２４５は１第１差動回転部材５０の外周面に設けられている。この第４回転体２４０Ａは、軸線Ｌ１に対して所定角度傾いた第１差動回転部材５０の中心軸線と同軸になるように配置されている。これにより、第４回転体２４０Ａは、転動体４５を介して第１差動回転部材５０と相対回転可能である。第４回転体２４０Ａの外周面には、外周面ギヤ２４３Ａが形成されている。
【００６８】
また、他方の第４回転体２４０Ｂの内周面には、転動体４６が転動する２列の転動面２４３ａが全周に亘って形成されている。一方、実施形態１では、転動体４６の転動面６１が第２差動回転部材６０の内周面に設けられていたが、実施形態２では、転動体４６の転動面２４６は第２差動回転部材６０の外周面に設けられている。この第４回転体２４０Ｂは、軸線Ｌ１に対して所定角度傾いた第２差動回転部材６０の中心軸線と同軸になるように配置されている。これにより、第４回転体２４０Ｂは、転動体４６を介して第２差動回転部材６０と相対回転可能である。第４回転体２４０Ｂの外周面には、外周面ギヤ２４３Ｂが形成されている。
【００６９】
そして、第４回転体２４０Ａ、２４０Ｂの外周側には、図示しないモータにより回転駆動制御される制御軸２７０が配置されている。この制御軸２７０には、第４回転体２４０Ａの外周面ギヤ２４３Ａと噛み合う第１ギヤ２８１と、第４回転体２４０Ｂの外周面ギヤ２４３Ｂと噛み合う第２ギヤ２８２とかなるギヤトレーン２８０が取り付けられている。
【００７０】
以上のように構成された本実施形態の差動装置は、モータで制御軸２７０の回転駆動制御を行うことによって、両第４回転体２４０Ａ、２４０Ｂの回転速度を同時に制御することができる。これにより、車両用の左右駆動力配分装置を容易に実現することができる。      
【００７１】
特に、本実施形態の差動装置は、４つの回転体のうちの１つを有効に利用することができるので、構造の簡素化や小型化を図る上で有利になる。
【００７２】
〔実施形態３〕
図５は実施形態３に係る差動装置の軸方向に沿う断面図である。実施形態３の差動装置は、実施形態１及び２で採用したシンクルギヤ（ベアリング減速機）を採用して、ＬＳＤ（差動制限機能付きディファレンシャルギヤ）を実現したものである。
【００７３】
実施形態３の差動装置は、図５に示すように、第１回転体３１０と、第２回転体３２０と、第３回転体３３０と、第４回転体３４０と、ヨーク３４５と、内輪３５０、３５１と、転動体３５５、３５６と、第１差動回転部材３６０と、第２差動回転部材３７０と、クラッチ部３８０と、電磁石３９０とを備えている。
【００７４】
第１回転体３１０は、リングプレート３１１と、第１円筒部材３１２と、第２円筒部材３１３とからなる。第１円筒部材３１２は、大径部３１２ａと、大径部３１２ａの一端に形成されたリング状の外向きフランジ部３１２ｂと、大径部３１２ａの他端に形成されたリング状の内向きフランジ部３１２ｃと、内向きフランジ部３１２ｃの内周端から軸方向外方へ延出する小径部３１２ｄとからなる。また、第２円筒部材３１３は、大径部３１３ａと、大径部３１３ａの一端に形成されたリング状の外向きフランジ部３１３ｂと、大径部３１３ａの他端に形成されたリング状の内向きフランジ部３１３ｃと、内向きフランジ部３１３ｃの内周端から軸方向外方へ延出する小径部３１３ｄとからなる。
【００７５】
大径部３１２ａと大径部３１３ａは同じ大きさの径を有し、外向きフランジ部３１２ｂと外向きフランジ部３１３ｂは、同じ形状で同じ大きさに形成されている。そして、第１円筒部材３１２と第２円筒部材３１３は、両外向きフランジ部３１２ｂ、３１３ｂ同士がリングプレート３１１を間に挟んで一体的に連結されている。リングプレート３１１は、両外向きフランジ部３１２ｂ、３１３ｂよりも内径が所定長さ小さくされており、その小さくされた分だけ、内周側端部が径方向内方へ突出している。リングプレート３１１の内周側端部の両端面には、それぞれ端面ギヤ３１５、３１６が形成されている。端面ギヤ３１５、３１６は、周方向に凹凸状であり、それぞれの凹凸は放射状に延びるように形成されている。
【００７６】
この第１回転体３１０は、キャリア３１４に対して、両端の小径部３１２ｄ、３１３ｄが軸受３１７を介して回転可能に支持されている。そして、第２円筒部材３１３の大径部３１３ａ外周には、プロペラシャフト３１８に固定されたピニオンギヤ３１８ａと噛み合うリングギヤ３１９が嵌着されている。これにより、第１回転体３１０は、プロペラシャフト３１８を介して、車両の駆動源からのトルクを受け、軸線Ｌ１回りに回転可能とされている。
【００７７】
第２回転体３２０は、有底円筒状の筒状部３２１と、筒状部３２１の底部外面に同軸的に連結された軸部３２２とからなる。筒状部３２１の外周面は、開口側から底部側に向かって２段の階段状に形成されている。また、筒状部３２１の内周面も、開口側から底部側に向かって２段の階段状に形成されており、底部の中央には円形凹部３２３が形成されている。そして、筒状部３２１の開口端面には、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸が放射状に延びるように形成された端面ギヤ３２４が形成されている。この第２回転体３２０は、第１回転体３１０の小径部３１２ｄに軸部３２２が挿入されて、筒状部３２１が大径部３１２ａの内周に軸受３２５を介して軸線Ｌ１回りに回転可能に支持されている。この第２回転体３２０は、車両の左右輪の一方の出力軸に連結されている。
【００７８】
第３回転体３３０は、有底円筒状の筒状部３３１と、筒状部３３１の底部外面に同軸的に連結された軸部３３２とからなる。筒状部３３１の外周面は、開口側から底部側に向かって２段の階段状に形成されている。また、筒状部３３１の内周面は、開口側から底部側に向かって２段の階段状に形成されており、底部の中央には円形凹部３３３が形成されている。さらに、筒状部３３１の内周面のうち円形凹部３２３よりも開口側には、周方向に凹凸状となるスプライン３３４が形成されている。
【００７９】
そして、筒状部３３１の開口端面には、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸が放射状に延びるように形成された端面ギヤ３４４が形成されている。この第３回転体３３０は、第１回転体３１０の小径部３１３ｄに軸部３３２が挿入されて、筒状部３３１が大径部３１３ａの内周に軸受３３５を介して軸線Ｌ１回りに回転可能に支持されている。この第３回転体３３０は、車両の左右輪の一方の出力軸に連結されている。
【００８０】
第４回転体３４０は、円盤部３４１と、円盤部３４１の軸方向両端にそれぞれ同軸上に連結された円盤部３４１よりも小径の軸部３４２、３４３とからなる。円盤部３４１の直径は、第１回転体３１０のリングプレート３１１の内径及び端面ギヤ３３４の内径よりも小さく設定されている。また、軸部３４３の外周面には、周方向に凹凸状となるスプライン３４７が形成されている。このスプライン３４７は、第３回転体４３０のスプライン３３４に対して径方向において対向する位置に設けられている。この第４回転体３４０は、第２回転体３２０の筒状部４２１内に軸部３４２が収容され、且つ、第３回転体３３０の筒状部３３１内に軸部３４３が収容されるように配置されている。この第４回転体３４０は、第１回転体３１０と第２及び第３回転体３２０、３３０との差動回転を増速して出力される。即ち、第４回転体３４０は、当該差動回転に応じた回転速度に増速される。
【００８１】
ヨーク３４５は、磁性体からなり、全体として断面がＵ字形状の円筒状に形成されている。このヨーク３４５は、第１円筒部材３１３の小径部３１３ｄ外周に、軸受３４６を介して軸線Ｌ１回りに回転可能に支持されている。そして、ヨーク３４５は、車両ボディーに固定された図示しないホールケースに取り付けられている。即ち、このヨーク３４５は、車両ボディーに対して固定的に設けられている。
【００８２】
内輪３５０、３５１は、円筒状に形成されており、第４回転体３４０の円盤部３４１の外周面に固定されている。内輪３５０、３５１は、それらの軸線が軸線Ｌ１に対して互いに等角度同じ方向へ傾くように設けられている。内輪３５０、３５１の外周面には、転動体３５５、３５６が転動する転動面３５２、３５３が全周に亘って形成されている。転動体３５５、３５６は、複数の球体からなり、内輪３５０、３５１の転動面３５２、３５３を転動するように設けられている。
【００８３】
第１差動回転部材３６０は、円筒状に形成されている。第１差動回転部材３６０の内周面には、転動体３５５が転動する円弧凹状断面の転動面３６１が全周に亘って形成されている。この第１差動回転部材３６０は、一方の内輪３５０と同軸的に設けられており、内輪３５０に対して転動体３５５を介して相対回転可能に設けられている。第１差動回転部材３６０の両端面には、端面ギヤ３６２、３６３がそれぞれ設けられている。端面ギヤ３６２、３６３は、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸が放射状に延びるように形成されている。
【００８４】
リングプレート３１１側の端面に設けられた端面ギヤ３６２は、リングプレート３１に設けられた端面ギヤ３１５と対向しており、周方向の一部分において端面ギヤ３１５と噛み合っている。この端面ギヤ３６２の歯数は５０とされている。一方、第２回転体３２０側の端面に設けられた端面ギヤ３６３は、第２回転体３２０に設けられた端面ギヤ３２４と対向しており、周方向の一部分において端面ギヤ３２４と噛み合っている。この端面ギヤ３６３の歯数は５０とされている。
【００８５】
このように設けられた第１差動回転部材３６０は、互いに噛み合う端面ギヤ３６３と端面ギヤ３２４、及び端面ギヤ３６２と端面ギヤ３１５のうちで、第２回転体３２０に設けられた端面ギヤ３２４の歯数のみが他よりも一つ少ない４９にされていることによって、第１回転体３１０と第２回転体３２０とを差動回転可能に連結している。
【００８６】
第２差動回転部材３７０は、第１差動回転部材３６０と同様に円筒状に形成されている。第２差動回転部材３７０の内周面には、転動体３５６が転動する円弧凹状断面の転動面３７１が全周に亘って形成されている。この第２差動回転部材３７０は、他方の内輪３５１の外周側に転動体３５６を介して相対回転可能に設けられている。第２差動回転部材３７０は、他方の内輪３５１の中心軸線と同軸となるように設けられている。そして、第２差動回転部材３７０の両端面には、周方向に凹凸状であって、それぞれの凹凸は放射状に延びるように形成された端面ギヤ３７２、３７３がそれぞれ設けられている。
【００８７】
リングプレート３１１側の端面に設けられた端面ギヤ３７２は、リングプレート３１１に設けられた端面ギヤ３１６と対向しており、周方向の一部分において端面ギヤ３１６と噛み合っている。この端面ギヤ３７２の歯数は４９とされている。一方、第３回転体３３０側の端面に設けられた端面ギヤ３７３は、第３回転体３３０に設けられた端面ギヤ３４４と対向しており、周方向の一部分において端面ギヤ３４４と噛み合っている。この端面ギヤ６３の歯数は５０とされている。
【００８８】
このように設けられた第２差動回転部材３７０は、互いに噛み合う端面ギヤ３７２と端面ギヤ３１６、及び端面ギヤ３７３と端面ギヤ３４４のうちで、リングプレート３１１に設けられた端面ギヤ３１６の歯数のみが他よりも一つ少ない４９にされていることによって、第１回転体３１０と第３回転体３３０とを差動回転可能に連結している。
【００８９】
クラッチ部３８０は、第３回転体３３０に係合する複数の第１クラッチ板３８１と、第４回転体３４０に係合する複数の第２クラッチ板３８２とからなる。それぞれの第１クラッチ板３８１の中央には、第４回転体４３０の他方の軸部３４３の外径よりも大きな円形孔が形成され、第１クラッチ板３８１の外周面は、周方向に凹凸状に形成されている。これらの第１クラッチ板３８１は、第３回転体３３０のスプライン３３４に係合される。即ち、第１クラッチ板３８１は、第３回転体３３０に対して、周方向に対する回転を規制され、且つ、軸方向に移動可能とされている。
【００９０】
第２クラッチ板３８２の中央には、貫通孔が形成されており、第２クラッチ板３８２の内周面は、周方向に凹凸状に形成されている。第２クラッチ板３８２の外径は、第３回転体３３０のスプライン３３４の内径よりも小さく形成されている。そして、第２クラッチ板３８２は、第４回転体３４０の軸部３４３のスプライン３４７に係合される。即ち、第２クラッチ板３８２は、第４回転体３４０に対して、周方向に対する回転を規制され、且つ、軸方向に移動可能とされている。ただし、複数の第２クラッチ板３８２のうち、ヨークに最も近い側に設けられている第２クラッチ板３８２は、第４回転体３４０の軸部３４３に対してリングプレート３１１側には移動しない。さらに、第１クラッチ板３８１と第２クラッチ板３８２とは、軸方向に交互に配置されて、相互に対向するように配置されている。即ち、クラッチ部３８０は、第４回転体３４０の第３回転体３３０に対する回転を抑制することができる。
【００９１】
電磁石３９０は、ヨーク３４５の内部に収納配置されている。この電磁石３９０は、コイルが巻回されている。この電磁石３９０のコイルに電流を供給すると、第１クラッチ板３８１及び第２クラッチ板３８２が電磁石３９０側に引き寄せられ、第１クラッチ板３８１と第２クラッチ板３８２とが係合する。
【００９２】
以上のように構成された差動装置では、電磁石３９０のコイルに電流を全く供給していない場合には、第１クラッチ板３８１と第２クラッチ板３８２とが完全に離間しているので、両クラッチ板３８１、３８２の間でトルク伝達が行われない。この場合、本実施形態の差動装置は、実施形態１の差動装置とギヤ比の設定が同じであるため、実施形態１と同様に、ディファレンシャルギヤの動作を行う。即ち、第１回転体３１０が１回転した場合に、第２回転体３２０は、第１回転体３１０に対して５０分の１回転だけ進んで回転し、第３回転体３３０は、第１回転体３１０に対して５０分の１回転だけ遅れて回転する。これにより、第２回転体３２０と第３回転体３３０とに差動を許容しながらトルクが配分される。
【００９３】
なお、第１回転体３１０と、第２及び第３回転体３２０、３３０との間には５０分の１回転の差動が生じる。換言すると、第１回転体３１０が１回転すると、第４回転体３４０は５０回転に増速されることになる。そして、回転数とトルクは反比例の関係にあることから、回転数が大きいとトルクは小さくなり、回転数が小さくなるとトルクは大きくなる。ここで、第１回転体３１０と第４回転体３４０とで比較した場合に、第１回転体３１０が１回転に対して、第４回転体３４０は５０回転となる。即ち、第４回転体３４０のトルクは、第１回転体３１０に対して５０分の１に減少する。
【００９４】
次に、電磁石３９０のコイルに最大電流を供給して、第１クラッチ板３８１と第２クラッチ板３８２とが完全に係合している場合について説明する。第１クラッチ板３８１と第２クラッチ板３８２とを完全に係合するためには、第４回転体３４０にかかるトルク以上の係合力を要する。ただし、上述したように、第４回転体３４０にかかるトルクは、第１回転体３１０にかかるトルクに対して５０分の１に減少している。したがって、第１及び第２クラッチ板３８１、３８２による係合力は、それほど大きなものでなくても、両クラッチ板３８１、３８２を完全に係合することができる。
【００９５】
このように、第１クラッチ板３８１と第２クラッチ板３８２とが完全に係合した場合には、第３回転体３３０と第４回転体３４０とは一体的となる。したがって、第１及び第２差動回転部材３６０、３７０は、第２及び第３回転体３２０、３３０に対して揺動しない。即ち、第１及び第２差動回転部材３６０、３７０は、第２〜第４回転体３２０、３３０、３４０と一体的となる。さらに、第１及び第２差動回転部材３６０、３７０は、第２及び第３回転体３２０、３３０に対して揺動しないということは、第１回転体３１０に対しても揺動しないということになる。したがって、第１及び第２差動回転部材３６０、３７０は、第１回転体３１０とも一体的となる。この場合、第１回転体３１０が車両の駆動源からトルクを受けて回転した場合に、全てが一体的に回転する。即ち、第１回転体３１０が受けたトルクそのものを第２及び第３回転体３２０、３３０に出力する。
【００９６】
また、第１クラッチ板３８１と第２クラッチ板３８２とが完全に係合している状態ではない、中間の係合状態の場合には、第１クラッチ板３８１と第２クラッチ板３８２との係合力は上記の最大係合状態の場合よりも小さな係合力で足りる。
【００９７】
したがって、本実施形態の差動装置によれば、第１〜第４の４つの回転体３１０、３２０、３３０、３４０を備えた変速機構を採用しているため、簡易な構成で小型化することが可能なディファレンシャルギヤを実現することができる。また、４つの回転体３１０、３２０、３３０、３４０のうちので最もトルクの小さい回転体を有効に利用して、クラッチ機構を実現しているため、クラッチ部の小型化や構造の簡易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施形態１に係る差動装置の軸方向に沿う断面図である。
【図２】本発明の参考例に係る差動装置の軸方向に沿う断面図である。
【図３】ハーモニックギヤの模式図であって、（ａ）は（ｂ）の左方向から見た図であり、（ｂ）は軸方向の断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の右方向から見た図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る差動装置の軸方向に沿う断面図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る差動装置の軸方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０、１１０、２１０、３１０…第１回転体
２０、１２０、３２０…第２回転体
３０、１３０、３３０…第３回転体
４０、１４０、２４０Ａ、２４０Ｂ、３４０…第４回転体
５０、１５０、３５０…第１差動回転部材
６０、１６０、３６０…第２差動回転部材
４５、４６、１４５…転動体
１１、１２、２３、３３、５２、５３、６２、６３…端面ギヤ
【図１】
0005146742.tif 000002
【図２】
0005146742.tif 000003
【図３】
0005146742.tif 000004
【図４】
0005146742.tif 000005
【図５】
0005146742.tif 000006